• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.162-168
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• 2015

광 리소그래피 공정을 이용하여 반강자성체 IrMn 층을 기반으로 하는 GMR-SV(giant magnetoresistance-spin valve) 소자 위에 ${\mu}m$ 선폭 크기의 코일을 적층하여 미크론 크기 코일을 제작하였다. GMR-SV 박막일 때와 소자 제작 후의 자기저항비와 자장감응도는 각각 4.4 %, 2.0 %/Oe와 1.6 %, 0.1 %/Oe로 나타났다. 여러 개의 $1{\mu}m$ 크기인 자성비드가 붙은 적혈구 바로 아래 위치에 놓일 소자와 10번 감은 미크론 크기 코일에 흐르는 AC 및 DC 전류 크기에 따른 자기장 분포를 유한요소법 전산모사로 분석하였다. 코일 중심인 $z=0{\mu}m$에서 주파수 20 kHz인 AC 전류가 0.1 mA에서 10.0 mA로 증가하면 이 값에 비례하여 자기장의 크기는 $30{\mu}T$에서 $3060{\mu}T$로 증가하였다. 그리고 코일 중심에서부터 $z=10{\mu}m$에서 자기장 크기는 $z=0{\mu}m$인 중심에서 보다 1/6배로 줄어들었다. 미크론 크기 코일에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장은 적혈구 포획용으로 충분한 크기를 갖고 있어서 검출용 바이오센서로 활용 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2017년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.71-72
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• 2017

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.164-165
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• 2002

기록저장 장치의 고 기록밀도에 따라서 급성장을 하고 있는 자기 기록매체에 대하여 자장 센서의 크기의 감소는 외부 누설자계의 영향으로 많은 노이즈와 함께 안정한 스핀 작동을 구현할 수 없게 된다. 이를 해결하기 위해 반강자성적 결합을 하고 있는 합성형 반강자성적 다층막을 고정층에 삽입하여 고정층과 자유층간의 정자기적 영향을 억제하는 방법과 함께 높은 GMR비를 얻음으로서 노이즈보다 높은 신호출력을 얻는 방법이 있다. (중략)

• 한국자기학회지
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• 제9권2호
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• pp.98-103
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• 1999

DC, RF 스퍼터링 방법으로 제조한 glass/Ta/NiFeI/CoI(t)/Cu/CoII(3/4 t)/NiFeII/FeMn 스핀밸브구조에서 아르곤(Ar)가스압력과 코발트(Co)층의 두께에 변화를 주어 보자력(Hc)과 교환이방성자계(Hex) 그리고 자기저항변화율(MR)에 대해 연구하였다. 아르곤가스 압력에 대한 보자력은 4mTorr에서 2.8Oe로 가장 작았으며 교환이방성자계는 6mTorr에서 약 50.0Oe, 자기저항변화율은 10mTorr에서 5.3%를 얻을 수 있었다. 또한 코발트층의 두께변화에 대한 보자력은 코발트층(CoI)의 두께가 40$\AA$일 때 3.0Oe, 교환이방성자계는 13$\AA$두께에서 65.9Oe 그리고 자기저항변화율은 27$\AA$과 34$\AA$의 두께에서 4.7%를 얻을 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.149-155
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• 2015

자성박막의 미세패턴 소자 제작을 위해 전자 사이크로트론 공명(electron cyclotron resonance; ECR) Ar 이온밀링 시스템을 제작하였다. 소자 식각에 적용한 ECR 이온밀링 시스템에서 주파수 2.45 GHz 파장 12.24 cm의 마이크로파 소스인 마그네트론은 전력 600 W에 의해 가동되어 파장의 정수배에 맞추어 만든 도파관을 통하여 전달되도록 설계하였다. 마이크로파 주파수와 공명시키기 위해 전자석으로 908 G의 자기장을 인가하였고, 알곤 개스를 cavity에 유입시켜서 방전된 이온들은 그리드 사이에 인가한 약 1000 V의 가속전압에 의한 에너지를 갖고 표면을 밀링한다. 이것을 이용하여 다층구조 GMR-SV(giant magnetoresistance-spin valve) 자성박막에 광 리소그래피, 이온밀링 및 전극제작 공정과정을 마치고 폭이 $1{\mu}m$에서 $9{\mu}m$까지의 소자들을 제작하여 광학현미경으로 소자 크기를 관찰하였다.

• 한국자기학회지
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• 제17권1호
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• pp.22-25
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• 2007

본 연구에서는 하지층으로 Mo을 사용한 스핀밸브구조에서 반강자성체 IrMn의 두께 변화에 따른 자기적 특성을 연구하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(17\;{\AA})NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(t\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. Mo 박막의 비저항은 $600^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 열처리 후 급격히 증가하였다. 반강자성체인 IrMn의 두께 변화(130 ${\AA}$까지)에 따른 자기저항비와 교환결합력을 측정하였다. IrMn의 두께가 65 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 9.65%와 337.5 Oe로 최고값을 나타냈다. 그러나 두께를 더욱 증가시킨 97.5 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 8.2%와 285 Oe로 감소하였으며, IrMn의 두께가 130 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 더욱 감소한 7.65%와 257.5 Oe이었다.

• 한국자기학회지
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• 제16권5호
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• pp.240-244
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• 2006

본 연구에서는 하지층으로 사용한 Mo(MoN)의 두께 변화에 따른 스핀밸브 구조의 자기적 특성과 열처리 결과를 비교 검토하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(MoN)(t{\AA})/NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(65\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. 또한 본 연구에서는 MoN 하지층을 Si기판에 증착하여 열처리후 특성을 분석하였다. MoN 박막의 질소량이 증가(5 sccm까지)할수록 비저항은 증가하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리 후 측정한 XRD 결과를 보면 Si/Mo(MoN) 박막에서 규소화합물을 발견할 수 없었다. MoN을 하지층으로 사용할 경우 $300^{\circ}C$에서 열처리 후 측정한 XPS 결과를 보면 질소 유입량이 5 sccm인 경우가 질소 유입량이 1 sccm인 경우보다 안정적임을 알았다. Mo(MoN) 하지층을 사용한 경우 하지층 두께 변화($45{\AA}$)에 따라 자기저항비와 교환결합력의 변화는 소폭이었다. Mo 하지층의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 7.0%이었고, $220^{\circ}C$ 열처리 때 7.5%로 증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가 시키면 자기저항비는 7.5%에서 3.5%로 감소하였고, 질소유입량이 변화(5 sccm까지)하여도 유사한 경향을 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제17권4호
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• pp.156-161
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• 2007

어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다.

• 한국자기학회지
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• 제19권2호
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• pp.52-56
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• 2009

[CoFe/Cu/CoFe]/IrMn 다층박막에 대하여 자유층 CoFe 두께에 따른 상호교환결합력, 교환결합세기, 보자력, 자기저항비, 자장감 응도 등의 자기저항 특성을 관찰하였다. IrMn 층을 통해 유도된 강자성체/비자성체/강자성체 구조인 CoFe(t)/Cu($25\;{\AA}$)/CoFe($60\;{\AA}$)/IrMn($80\;{\AA}$) 다층박막은 자유층 CoFe 두께 $30\;{\AA}$일 때 작은 보자력과 높은 자장감응도를 유지하는 연자성 특성을 보였다. 반면에 자유층 CoFe 두께 $90\;{\AA}$일 때 큰 보자력과 낮은 자장감응도를 보였다. 양호한 연자성 특성을 갖은 $2{\times}8{\mu}m^2$ 크기의 CoFe($30\;{\AA}$)/Cu($25\;{\AA}$)/CoFe($60\;{\AA}$)]/IrMn($80\;{\AA}$) 스핀밸브 소자를 제작하였다. 길이방향의 센싱전류와 폭방향의 고정층의 용이축 방향을 택하여 2 단자법으로 측정한 소자의 연자성 자기저항 특성인 자기저항비와 자장감응도는 각각 3.0%와 0.3%/Oe 이었다.

• 한국자기학회지
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• 제18권5호
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• pp.174-179
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• 2008

자장감응도가 약 0.8 %/Oe인 거대자기저항-스핀밸브(GMR-SV) 소자를 이용하여 두께 200 nm의 Mg-박막과 두께 $50\;{\mu}m$의 Mg- 포일이 물속에서 녹는 Mg 용해도 측정 센서 시스템을 제작하였다. Mg-박막과 Mg-포일이 각각 용해할 때, 증가하는 저항으로 인한 전류 감소가 솔레노이드 내부의 자기장의 변화를 일으켜 GMR-SV 센서로 감지되었다. Mg이 음용수와 반응하여 발생하는 방울수와 산화환원전위(ORP)의 시간 변화율을 측정하여 일반 수돗물과 증류수의 것과 비교하였다. 미네랄 Mg함량이 다른 3가지 물에서 Mg 용해속도가 큰 차이를 보였다. 또한 Mg-박막 일 경우, 출력신호의 자기저항 값이 최소 $43.6\;{\Omega}$로 떨어졌으며 자기저항의 급격한 변화가 5분 이내에 나타났고, 그 변화율은 ${\Delta}R/{\Delta}t=0.18\;{\Omega}/min$ 이었다. Mg-포일 일 경우, 20분 이내에 $0.3\;{\Omega}/min$이었다. 음용수에 담긴 Mg-박막이나 Mg-포일의 용해시간과 용해속도를 측정하여 알칼리 환원수로 변환을 감지하는 미네랄 Mg 용해센서 개발이 가능할 것으로 사료된다.